光学自测卷B—2027届高三物理一轮复习基础知识自测

**基本信息** 以“概念辨析-规律应用-实验探究”为逻辑主线，系统整合光的衍射、干涉、折射等核心知识，通过光路图建模与几何计算融合，强化科学思维中的模型建构与推理能力。 **综合设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念辨析|单选1-5题|现象归因（如泊松亮斑衍射）、物理量关联（波长-动量-能量）|从光的波动性（衍射/干涉）到粒子性（光子能量）递进| |规律应用计算|单选6-9、多选10-13题|光路图绘制+折射定律/临界角公式+几何关系推导|折射/全反射规律→复杂情境（楔形玻璃/光纤）应用| |实验操作探究|实验14-15题|双缝干涉装置排序、折射率测量步骤与误差分析|实验原理→操作规范→数据处理的完整探究链|

光学自测卷B—2027届高三物理一轮复习基础知识自测 一、单选题（每题4分，共计36分） 1．在实验室用单色光照射在直径恰当的小圆板时，会在之后的光屏上出现环状的互为同心圆的条纹，并且在所有同心圆的圆心处会出现一个极小的亮斑，形成这种现象的原因是（　　） A．光的衍射 B．光的干涉 C．光的全反射 D．光的折射 2．地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（    ） A．   B．   C．   D．   3．如图所示，由照相机拍摄的两组照片，甲图无法看清车内景物，乙图调整镜头后拍摄可以看清车内景物。关于该现象，下列说法正确的是（     ） A．照相机镜头前加的是滤光片 B．照相机镜头前加的是增透膜 C．照相机镜头前加的是偏振片 D．照相机镜头前加的是增反膜 4．杨氏双缝干涉实验中，双缝与光屏距离为l，波长为的激光垂直入射到双缝上，在屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两条亮纹中心位置并测其间距为a，则（　　） A．相邻两亮条纹间距为 B．相邻两暗条纹间距为 C．双缝之间的距离为 D．双缝之间的距离为 5．在进行双缝干涉实验时，用光传感器测量干涉区域不同位置的光照强度，可以方便地展示干涉条纹分布。a、b两束单色光分别经过同一双缝干涉装置后，其光照强度与位置的关系如图所示，图中光照强度极大值位置对应亮条纹中心，极小值位置对应暗条纹中心，上下两图中相同横坐标代表相同位置，则（　　） A．a、b的光子动量大小相同 B．a的光子能量小于b的光子能量 C．在真空中，a的波长大于b的波长 D．通过同一单缝衍射装置，a的中央亮条纹窄 6．如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（    ）    A． B． C． D． 7．虚线方框内有截面是等腰直角三角形的全反射棱镜。同频率的两束光1、2平行或垂直于棱镜某面射入，对应的出射光是1′、2′，下列可能实现的情境是（　　） A． B． C． D． 8．在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（    ） A．   B．   C．   D．   9．半径为的半圆形玻璃砖横截面如图所示，底部等腰梯形区域充满不反射、不透光的吸光性材料。梯形下底中点与圆心重合，下底为，上底为，高为。单色光线从左侧入射，方向始终平行于直径。当入射点从点逐渐向上移动至点时，光线恰能从玻璃砖另一侧射出，点与的距离为，该玻璃的折射率为（     ） A． B． C． D． 二、多选题（每题6分，共计24分） 10．玻璃镜片折射率是影响眼镜厚度的主要因素之一、如图，一束单色光从空气斜射入厚度为d的平行玻璃砖左表面，从右表面射出，出射光线相对入射光线侧移量为Δx。现换用折射率较大的玻璃砖，保持入射角不变，下列说法正确的是（     ） A．若厚度d相同，侧移量变小 B．若厚度d相同，侧移量变大 C．若侧移量Δx相同，厚度变小 D．若侧移量Δx相同，厚度变大 11．光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示。一束激光由光导纤维左端的点以入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过点的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A．光纤内芯的折射率比外套的小 B．光从左端空气中进入光纤内芯后，频率变小 C．光在光纤内芯中传播的速度小于真空中的光速 D．稍微减小入射角，光在光导纤维的侧面仍会发生全反射 12．如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是（　　） A．该材料对红光的折射率为 B．若，光线c消失 C．若入射光a变为白光，光线b为白光 D．若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直 13．如图所示，在折射率为、厚度为的长方体玻璃砖上加工一V形凹槽，将其制成左右对称的工件，凹槽边长、。将工件放置在水平面上，用单色平行于光沿竖直方向照射工件，观测到工件底部有多个亮度不同的区域、各区域分界线用a、b、c、d、e、f表示。不考虑光的反射和干涉，所有表面均视为平面。则（     ） A．c、d间亮度最高 B．a、b间和e、f间亮度最高 C．c、d间距为 D．a、b间距和e、f间距均为 三、实验题（14题6分，15题9分，共计15分） 14．如图甲所示为“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置，请回答以下问题。 (1)图甲中虚线框内从左向右的三个元件依次排列，最佳排列顺序为________。 A．单缝、双缝、滤光片 B．单缝、滤光片、双缝 C．滤光片、单缝、双缝 (2)用测量头测量相邻两条亮条纹的间距时，先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的读数为1.650mm，然后转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，如图乙所示，此时手轮上的读数为________mm。 (3)已知双缝间的距离d＝0.5mm，双缝到毛玻璃屏间的距离L＝1.0m，则光的波长为________ nm。 15．某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验． (1)为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是________。（填正确答案标号） A．用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和 B．在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点 C．实验时入射角应尽量小一些，以减小实验误差 (2)为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面．保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示．此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关．频率大，折射率________（填“大”或“小”） (3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角，测得折射角分别为、，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________n介质（填“”或“”）。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。 四、解答题（16题12分，17题13分，共计25分） 16．已知一圆台容器，高，上口径，容器底部中心有一质点，未装入水时，人眼从容器边缘无法观测到该质点，装入某种液体后，恰好可以看到，此时液面高度，人眼观测角度满足，人眼到入射处距离为。光在真空中的传播速度，求： (1)该液体的折射率； (2)光从底部质点反射至人眼全过程的时间。 17．用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图甲所示。盖玻片底部中心位置O点的样品等效为点光源，为避免O点发出的光在盖玻片上方界面发生全反射，可将盖玻片与物镜的间隙用一滴油填充，如图乙所示。已知盖玻片材料和油的折射率均为1.5，盖玻片厚度，盖玻片与物镜的间距，不考虑光在盖玻片中的多次反射，取真空中光速。 (1)求未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积（结果保留2位有效数字）； (2)滴油前后，光从O点传播到物镜的最短时间分别为，求（结果保留2位有效数字）。 《光学自测卷B—2027届高三物理一轮复习基础知识自测》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A C C D C B C C BC 题号 11 12 13 答案 CD ABC BC 1．A 【详解】当单色光照射在尺寸恰当的不透光小圆板时，光会绕过小圆板的边缘偏离直线传播，发生光的衍射，最终在小圆板阴影的圆心处形成亮斑，因此该现象的成因是光的衍射，故A正确，BCD错误； 故选A。 2．A 【详解】根据折射定律 n上sinθ上 = n下sinθ下 由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，则n下 > n上，则θ下逐渐减小，画出光路图如下    则从高到低θ下逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直方向。 故选A。 3．C 【详解】该现象的原理是：汽车玻璃表面的反射光是偏振光，甲图中玻璃反射的强光（眩光）盖过了车内景物的光线，因此无法看清车内景物。 A．滤光片仅用于过滤特定波长的光，无法消除玻璃的反射眩光，A错误。 B．增透膜是镜头本身用来增加整体透光率的薄膜，不能消除玻璃表面的反射眩光，B错误。 C．偏振片可以阻挡玻璃反射的偏振光，滤除反射眩光后，就能看清车内景物，符合题意，C正确。 D．增反膜的作用是增强反射，更无法看清车内，D错误。 故选 C。 4．C 【详解】AB．根据题意，由图可知，相邻两亮条纹（暗条纹）间距为，故AB错误； CD．由公式可得，双缝之间的距离为，故C正确，D错误。 故选C。 5．D 【详解】C．由图可知，光干涉条纹间距小于光干涉条纹间距，根据条纹间距公式可知光的波长小于光的波长，故C错误： A．根据光子动量公式可知光光子动量大于光光子动量，故A错误； B．根据可知a光光子能量大于b光光子能量，故B错误； D．波长越长，通过单缝衍射装置，中央亮条纹越宽，则通过同一单缝衍射装置，a的中央亮条纹窄，故D正确。 故选D。 6．C 【详解】设光线在OQ界面的入射角为，折射角为，几何关系可知，则有折射定律 光线射出OQ界面的临界为发生全反射，光路图如下，其中 光线在AB两点发生全反射，由全反射定律 即AB两处全反射的临界角为，AB之间有光线射出，由几何关系可知 故选C。 7．B 【详解】AD．将平行光线垂直于全反射棱镜的直角边射入，反射光线改变90°，将平行光线垂直于全反射棱镜的斜边射入，反射光线改变180°，根据光的全反射规律，所作光路图如图所示 故AD错误； BC．将平行光线平行于全反射棱镜的斜边射入，反射光线平行射出，全反射棱镜没有会聚光线的作用，只有凸透镜才对光线有会聚作用，根据光的折射规律，所作光路图如图所示 故B正确，C错误。 故选B。 8．C 【详解】灯带发出的光从水面射出时发生全反射临界角的正弦值 则 灯带上的一个点发出的光发生全反射的临界角如图所示    根据几何关系可得 则一个点发出的光在水面上能看到的的圆，光射出的水面形状边缘为弧形，如图所示    等腰直角三角形发光体的内切圆半径满足 解得 故中间无空缺。 故选C。 9．C 【详解】根据题意作出光线进入玻璃砖过程的法线，标出入射角和折射角，如图所示 由几何关系有 可得 则 由几何关系可得 则 则该玻璃的折射率为 故选C。 10．BC 【详解】AB．根据题意，画出光路图（蓝色），现换用折射率较大的玻璃砖，保持入射角不变，折射角变小，若厚度d相同，画出光路图（黄色），如图所示 由图可知，侧移量变大，故A错误，B正确； CD．根据题意，画出光路图（蓝色），现换用折射率较大的玻璃砖，保持入射角不变，折射角变小，若侧移量Δx相同，画出光路图（黄色），如图所示 由图可知，厚度变小，故C正确，D错误。 故选BC。 11．CD 【详解】A．发生全反射的条件是从光密介质射入光疏介质，光在内芯与外套界面发生全反射，说明内芯的折射率比外套的大，故A错误； B．光从一种介质进入另一种介质时，频率不改变，故B错误； C．由，因为折射率大于1，光在内芯中的传播速度，即小于真空中的光速，故C正确； D．稍减小入射角，根据折射定律，折射角减小；在内芯和外套界面上的入射角增大，大于临界角，故光在光导纤维的侧面仍会发生全反射，故D正确。 故选CD。 12．ABC 【详解】A．根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为，故折射率为     故A正确； B．设临界角为C，得 故，故若，会发生全反射，光线c消失，故B正确； C．由于光线b为反射光线，反射角等于入射角，故当入射光a变为白光，光线b为白光，故C正确； D．对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光a变为紫光，折射角将变大，光线b和c不会垂直，故D错误。 故选ABC。 【点睛】 13．BC 【详解】设折射角为，根据折射定律 可得 根据几何关系可知从V形凹槽左侧进入的光，折射光线平行于V形凹槽右侧的边，同理从V形凹槽右侧进入的光，折射光线平行于V形凹槽左侧的边，如图所示 AB．可知c、d区域无光线进入，a、b和e、f区域除了从上射入的光线还有折射光线进入，亮度最高，b、c和d、e区域只有折射光线进入，故A错误，B正确； C．根据几何关系可得 c、d间距为，故C正确； D．根据几何关系可得a、b间距和e、f间距均为，故D错误。 故选BC。 14．(1)C (2)9.150 (3)750 【详解】（1）实验装置中，虚线框内从左向右放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 故选C。 （2）螺旋测微器的精确值为，由图乙可知读数为 （3）相邻两条亮条纹的间距为 根据，可得光的波长为 15．(1)B (2)大 (3) 【详解】（1）A．在白纸上画出一条直线a作为界面，把长方体玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与a对齐。用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动，将玻璃砖取下，画出直线代表玻璃砖的另一边，而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和，故A错误； B．在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点，故B正确； C．实验时入射角应尽量大一些，但也不能太大（接近），以减小实验误差，故C错误； 故选B。 （2）由图乙可知，入射角相同，绿光的折射角小于红光的折射角，根据光的折射定律 可知绿光的折射率大于红光的折射率，又因为绿光的频率大于红光的频率，所以频率大，折射率大。 （3）根据折射定律可知，玻璃的折射率为 该介质的折射率为 其中 所以 16．(1) (2) 【详解】（1）根据题意，画出光路图，如图所示 由几何关系可得， 则有， 则 由折射定律可得该液体的折射率为 （2）根据题意，由图可知，光从底部质点反射至人眼全过程，光在空气中传播的距离为 光在液体中的传播距离为 光在液体中的传播速度为 则光从底部质点反射至人眼全过程的时间 17．(1) (2) 【详解】（1）由折射定律可知，全反射的临界角满足 设未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光圆的半径为r，由几何关系 代入数据解得 根据 所以未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积为 （2）当光从O点垂直于盖玻片的上表面入射时，传播的时间最短，则未滴油滴时，光从O点传播到物镜的最短时间为 滴油滴时，光从O点传播到物镜的最短时间为 故 - 2 - 学科网（北京）股份有限公司 $